X波段地基雷达(GBR)是美国国家导弹防御系统中段防御和拦截系统中最主要和最有效的目标精确跟踪和识别传感器之一,它负责中段监视和截获、预测弹道和实测弹道的精度、识别和目标分类等重要功能,对GBR的系统分析和仿真研究,探究其工作机理和识别手段,不但对于研究弹道导弹的有效突防措施和攻防对抗有着重要意义,对于发展我国自己的空间监测和弹道导弹防御系统也有着重要的参考价值。本文是基于某GBR仿真系统的合作项目中,本人负责的数据处理子系统和雷达控制程序子系统的研究和开发的结果,主要进行的工作和创新有:(1)基于跟踪系统最基本的要素-跟踪滤波,分析了当前常用的微分多项式模型,CV与CA(常速与常加速)模型,时间相关模型,Noval统计模型,以及机动目标“当前”统计模型等目标运动模型的优缺点和雷达的观测误差。对当前常用的滤波算法α-β–γ滤波器、Kalman滤波器以及推广Kalman算法进行了研究,并结合本仿真系统的特点,选择了使用弹道导弹模型的推广Kalman滤波算法。(2)研究了多目标跟踪中的数据关联技术。首先研究了对数据关联效果影响比较大的相关门,分析了球形相关门和椭球形相关门,并根据航迹状态的不同选择不同形状的相关门。然后对当前比较常用的数据关联算法最近邻法、概率数据关联(PDA)算法以及联合概率数据(JPDA)算法进行了分析选择。(3)研究了雷达跟踪中的自适应数据率方法。分析了当前常用的预测协方差门限法,预先定义采样间隔法以及递推法,特别分析了预测协方差门限法和预先定义采样间隔法的优缺点后,综合两者的优点提出了改进的预先定义采样间隔法。(4)在进一步分析相控阵雷达自适应调度算法的相关原理的基础上,分析了自适应调度策略以及影响资源调度的因素,并对有时间窗自适应调度策略的设计原则和性能评估指标进行了详细研究。(5)在Unix操作系统下使用Sunstudio开发平台,用C++语言开发了数据处理和雷达控制程序的仿真系统,达到了跟踪多目标的预期功能。